Luận Văn Xây Dựng Và Sử Dụng Bài Tập Thí Nghiệm Trong Dạy Học Chương “Chất Khí” - Vật Lí 10.doc

Nhận viết đề tài trọn gói – ZL: 0934 573 149 – Luanvantot.com
TẢI TÀI LIỆU KẾT BẠN ZALO : 0934 573 149
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
––––––––––––––––––––––––
NGUYỄN THỊ HẰNG
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ
NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG
“CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
THÁI NGUYÊN - 2019
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – Đại học Thái Nguyên http://lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
––––––––––––––––––––––––
NGUYỄN THỊ HẰNG
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ
NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG
“CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10
Ngành: Lý luận và phương pháp dạy học Vật lí
Mã số : 8 14 01 11
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. DƯƠNG XUÂN QUÝ
THÁI NGUYÊN - 2019

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Luận văn này là công trình nghiên cứu của cá nhân
tôi. Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này hoàn toàn trung thực và
chưa từng được công bố, sử dụng trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào.
Thái Nguyên, tháng 4 năm 2019
Tác giả
Nguyễn Thị Hằng

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn
khoa học: TS. Dương Xuân Quý, Thầy đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tôi
trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo của bộ môn Lí luận và
phương pháp dạy học Vật lí, Khoa Vật lí; Phòng Sau đại học, Ban giám hiệu
Trường đại học Sư Phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi
trong quá trình học tập cũng như nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu Trường THPT Chuyên Thái
Nguyên tỉnh Thái Nguyên và các đồng nghiệp đã tạo điều kiện, động viên,
khích lệ tôi trong suốt quá trình thực nghiệm sư phạm cũng như quá trình
nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn ở bên giúp
đỡ, động việc tôi trong quá trình nghiên cứu luận văn này.
Thái Nguyên, ngày 18 tháng 4 năm 2019

MỤC LỤC
Lời cam đoan................................................................................................................................................ i
Lời cảm ơn....................................................................................................................................................ii
Mục lục......................................................................................................................................................... iii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt......................................................................................iv
Danh mục các bảng ................................................................................................................................. v
MỞ ĐẦU.............................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài.............................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ......................................................................................2
3. Giả thuyết khoa học.........................................................................................2
4. Đối tương nghiên cứu......................................................................................2
5. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................2
6. Nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................................2
7. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................3
8. Cấu trúc luận văn.............................................................................................3
Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT
TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH THÔNG QUA
SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC............................4
1.1. Cơ sở lí luận về phát triển năng lực thực nghiệm ........................................4
1.1.1. Dạy học theo định hướng phát triển năng lực ...........................................4
1.1.2. Năng lực thực nghiệm trong dạy học vật lí...............................................6
1.2. Bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí theo định hướng năng lực..............9
1.2.1. Khái niệm và phân loại BTTN............................................................................................ 9
1.2.2. Tác dụng của BTTN trong việc phát triển năng lực thực nghiệm...........10
1.2.3. Việc xây dựng bài tập thí nghiệm............................................................11
1.2.4. Việc giải bài tập thí nghiệm.....................................................................12

1.2.5. Việc sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học Vật lí.............................15
1.3. Cơ sở thực tiễn............................................................................................16
1.3.1. Thực trạng chung của việc sử dụng BTTN ở trường THPT ...................17
1.3.2. Nguyên nhân của thực trạng trên.............................................................17
Kết luận chương 1 .............................................................................................19
Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BTTN CHƯƠNG
“CHẤT KHÍ” - VẬT LÍ 10 ............................................................................20
2.1. Phân tích nội dung và phương pháp dạy học chương “chất khí”...............20
2.1.1. Đặc điểm và cấu trúc nội dung của chương “chất khí”...........................20
2.1.2. Nội dung kiến thức cơ bản và kĩ năng học sinh cần đạt được.................20
2.2. Nghiên cứu xây dựng hệ thống BTTN chương “chất khí” ........................27
2.2.1. Mục đích, yêu cầu....................................................................................27
2.2.3. Hệ thống bài tập thí nghiệm ....................................................................28
2.3. Một số hướng sử dụng BTTN trong dạy học .............................................39
2.3.1. Sử dụng BTTN trong các tiết luyện tập, ôn tập một cách thường xuyên40
2.3.2. Tổ chức luyện tập dưới hình thức giao bài tập cho nhóm.......................40
2.3.3. Sử dụng BTTN trong tiến trình dạy học..................................................41
Kết luận chương 2 .............................................................................................54
Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ......................................................55
3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ............................................55
3.1.1. Mục đích..................................................................................................55
3.1.2. Nhiệm vụ .................................................................................................55
3.2. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm .........................................................55
3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm..........................................................56
3.3.1. Phương pháp tiến hành............................................................................56
3.3.2. Thời gian và diễn biến thực nghiệm sư phạm .........................................56

3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm .....................................................57
3.4.1. Tiêu chí đánh giá .....................................................................................57
3.4.2. Kết quả thực nghiệm sư phạm.................................................................57
3.4.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm. .................................................58
Kết luận chương 3 .............................................................................................62
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .................................................................63
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................64
PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT Chữ viết tắt Ý nghĩa
1 BTTN Bài tập thí nghiệm
2 DH Dạy học
3 GQVĐ Giải quyết vấn đề
4 GV Giáo viên
5 HS Học sinh
6 THPT Trung học phổ thông
7 TN Thí nghiệm
8 SGK Sách giáo khoa

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Các năng lực thành phần của năng lực thực nghiệm. .........................7
Bảng 1.2: Rubric đánh giá việc giải BTTN của HS..........................................13

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Chương trình giáo dục THPT của nước ta thay đổi từ phương pháp DH
theo lối “truyền thụ một chiều sang dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn
luyện kĩ năng, hình thành năng lực, phẩm chất; đồng thời phải truyền cách
đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra đánh giá
năng lực vận dụng kiến thức GQVĐ”.
Giải bài tập vật lí và BTTN sẽ giúp HS phân tích, nhận biết những trường
hợp phức tạp. Qua đó, kiến thức môn vật lí được HS hiểu sâu sắc hơn, ghi nhớ
dễ dàng hơn. Đặc biệt khi xây dựng và sử dụng BTTN hợp lí sẽ giúp HS phát
triển được năng lực GQVĐ, năng lực thực nghiệm, năng lực hợp tác.
Vai trò to lớn của BTTN đã được thừa nhận, tuy nhiên việc đưa BTTN vào
DH vẫn còn nhiều hạn chế. Do mục đích thi cử, việc giải bài tập vật lí còn mang
nặng về “ giải toán vật lí ”, nhiều HS chỉ máy móc áp dụng công thức mà không
chỉ ra được hiện tượng, sự vật vật lí tại đó. GV mới chỉ quan tâm đến việc HS giải
thành tạo các bài tập vật lí mà chưa chú trọng đến phát triển năng lực cho HS.
Trong quá trình DH và tìm hiểu các tiết thực hành nói chung và các tiết
của chương “ Chất khí ” nói riêng, chúng chúng tôi nhận thấy HS vẫn còn
nhiều lúng túng về các kĩ năng TN (đặc biệt khi đưa ra một yêu cầu TN khác
với nội dung SGK). Việc đưa vào giảng dạy các BTTN cũng đã có nhưng còn
rất ít và chưa khai thác một cách hiệu quả nhằm phát triển các năng lực cho HS
trong đó có năng lực thực nghiệm - một năng lực quan trọng với môn khoa học
thực nghiệm như bộ môn Vật lí.
Thực trạng việc dạy thực hành ở các trường THPT hiện nay còn nhiều
hạn chế, chưa kích thích GV, HS tự làm đồ dùng TN, chưa phát huy được khả
năng sáng tạo của người thầy, trò.
Để thực hiện được, chúng tôi triển khai đề tài: Xây dựng và sử dụng
bài tập thí nghiệm trong dạy học chương “Chất khí” - Vật lí 10.

2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu xây dựng các bài tập thí nghiệm chương “Chất khí” - Vật lí 10
để sử dụng trong dạy học theo định hướng phát triển năng lực nhằm phát triển
năng lực thực nghiệm của HS.
3. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được các BTTN chương “Chất khí” - Vật lí 10 và sử dụng
trong DH phù hợp với định hướng năng lực thì sẽ góp phần phát triển được
năng lực thực nghiệm của HS.
4. Khách thể và đối tương nghiên cứu
4.1. Khách thể
Quá trình DH vật lí lớp 10 ở trường THPT.
4.2. Đối tượng
- Việc phát triển năng lực thực nghiệm của HS.
- Bài tập thí nghiệm chương “Chất khí”
5. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài này chúng tôi nghiên cứu các biện pháp, vai trò xây dựng và sử
dụng một số BTTN vật lí của chương “ Chất khí ” trong chương trình Vật lí 10
THPT với việc phát triển năng lực thực nghiệm của HS.
6. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục đích trên chúng tôi thực hiện các nhiệm vụ cơ bản sau đây:
6.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc sử dụng BTTN vật lí trong việc phát
triền năng lực thực nghiệm của HS THPT.
6.2. Xây dựng, nghiên cứu và đề xuất một số BTTN hợp lí để đáp ứng
được vai trò của TN vật lí trong việc phát triển năng lực thực nghiệm của HS.
6.3. Soạn thảo tiến trình DH dựa vào các phương pháp sử dụng BTTN
nhằm phát huy tính tích cực, chủ động trong hoạt động nhận thức của HS.
6.4. Thực nghiệm sư phạm ở các trường THPT để đánh giá kết quả và rút
ra kết luận.

7. Phương pháp nghiên cứu
7.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết
- Nghiên cứu cơ sở lí luận giáo dục học, tâm lí học và lí luận DH bộ môn
theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS.
- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, chính sách của nhà nước cùng với
các chỉ thị của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo về vấn đề đổi mới phương pháp DH
hiện nay ở trường THPT.
- Nghiên cứu nội dung, kỹ năng, mục tiêu và nhiệm vụ DH vật lí ở trường
THPT.
- Nghiên cứu vai trò của BTTN và TN vật lí trong việc phát triển năng lực
thực nghiệm của HS.
7.2. Phương pháp điều tra quan sát.
- Tìm hiểu và trao đổi với GV ở trường THPT để nắm bắt được tình trạng
sử dụng BTTN trong DH vật lí.
- Xây dựng mẫu phiếu điều tra để tìm hiểu những khó khăn khi sử dụng
BTTN trong DH vật lí ở THPT.
7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm.
- Để kiểm tra vai trò của BTTN trong việc tích cực hóa hoạt động nhận thức
của HS sẽ tiến hành thực nghiệm sư phạm ở các trường THPT có đối chứng.
8. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung của luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn của việc phát triển năng lực thực
nghiệm của học sinh thông qua bài tập thí nghiệm.
Chương 2: Xây dựng hệ thống BTTN chương “ Chất khí ” - vật lí 10.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
KẾT LUẬN CHUNG
1. Kết quả đạt được.
2. Đề xuất kiến nghị.
3. Hướng nghiên cứu mở rộng của đề tài.

Chương 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CỦA HỌC SINH THÔNG QUA
SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC
1.1. Cơ sở lí luận về phát triển năng lực thực nghiệm.
1.1.1. Dạy học theo định hướng phát triển năng lực.
“Sự phát triển của xã hội hiện đại đòi hỏi giáo dục phổ thông nước ta cần
chuyển từ chỗ quan tâm xem HS học được cái gì, học chỉ để nhớ và thuộc kiến
thức tạm thời để đi thi, sang việc quan tâm xem HS vận dụng được gì vào cuộc
sống thông qua việc học. Việc DH thay vì chỉ dừng ở mục tiêu DH hình thành
các kiến thức đơn môn, kĩ năng giải toán gắn với nội dung môn học còn cần
hướng tới mục tiêu xa hơn là trên cơ sở kiến thức, kĩ năng đã được hình thành,
phát triển khả năng thực hiện các hành động có ý nghĩa và thiết thực trong cuộc
sống. Việc đổi mới DH định hướng năng lực được thể hiện rõ trong việc xác
định lại các thành tố của quá trình DH như: mục tiêu DH, phương pháp DH, nội
dung DH và kiểm tra đánh giá” [6].
1.1.1.1. Mục tiêu dạy học vật lí ở trường phổ thông theo định hướng phát triển
năng lực.
“Theo tài liệu tập huấn GV THPT 2014 [10], môn Vật lí đóng góp một
phần quan trọng trong việc thực hiện các mục tiêu của Giáo dục Phổ thông.
Trong quá trình học tập Vật lí, với các phương pháp và các hình thức tổ chức
DH khác nhau, HS vừa chiếm lĩnh kiến thức vật lí, vừa phát triển các phẩm
chất và năng lực, bao gồm:
- Hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản của Vật lí học (các khái niệm, các
định luật, các thuyết vật lí và những ứng dụng kĩ thuật điển hình)
- Những phương pháp nhận thức điển hình trong nghiên cứu Vật lí (Phương
pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình....)

- Những kĩ năng, kĩ xảo quan trọng, cơ bản khi thực hiện các hoạt động cả
trí óc và chân tay (tổng hợp, phân tích, so sánh, trừu tượng hóa, khái quát hóa,
xây dựng phương án, chế tạo, lắp ráp, tiến hành TN, đánh giá kết quả TN, xây
dựng báo cáo sản phẩm...)
- Phát triển thế giới quan, nhân sinh quan, hình thành thái độ, cách thức
sống hợp lí trong tự nhiên và xã hội.
- Phát triển năng lực hoạt động, cách thức thực hiện các nhiệm vụ trong
cuộc sống trên cơ sở hệ thống kiến thức, phương pháp làm việc...”
1.1.1.2. Phương pháp dạy học.
“Quan điểm của chương trình giáo dục THPT tổng thể [5] đã được thông
qua xác định rõ về phương pháp và hình thức tổ chức DH nhằm đạt được mục
tiêu giáo dục: Những quan điểm chính:
- Đổi mới phương pháp DH sao cho HS là trung tâm của quá trình. HS tự
xác định vấn đề, lựa chọn các giải pháp và thực hiện giải pháp, tự xác định các
ứng dụng hợp lí vào cuộc sống bằng các cách thức khác nhau trong môi trường
học tập thân thiện mà GV là người giúp đỡ, động viên, chia sẻ.
- Sử dụng các kiểu tổ chức DH hiện đại tạo môi trường học tập tích cực.
Xây dựng môi trường giáo dục kết hợp gia đình, nhà trường và xã hội.”
1.1.1.3. Nội dung dạy học.
Xây dựng tình huống học tập có thể thu hút được sự quan tâm của HS
dựa vào các hoạt động ở trong đời sống. Từ đó HS sẽ cần đặt ra những câu hỏi,
tìm hiểu sự việc, hiện tượng. HS sẽ được GV hướng dẫn để thực hiện các vấn
đề nghiên cứu. Cuối cùng HS sẽ vận dụng kiến thức đã học vào cuộc sống thật
hiệu quả. Qua đó, năng lực của HS được hình thành.
1.1.1.4. Kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng lực.
“Những quan điểm cơ bản để đổi mới về kiểm tra đánh giá kết quả học
tập môn vật lí theo định hướng phát triển năng lực [4] cần thực hiện gồm:

- Kết quả học tập của HS thể hiện mức độ đạt được của các mục tiêu DH.
- Việc đánh giá kết quả học tập của HS nhằm điều chỉnh quá trình DH,
HS tự điều chỉnh việc học tập và nhằm xác nhận trình độ học tập của HS.
- Việc đánh giá cần thực hiện theo quá trình học tập, dựa trên các sản
phẩm hoạt động của HS, căn cứ theo hồ sơ học tập trong suốt quá trình thực
hiện các chủ đề DH.”
1.1.2. Năng lực thực nghiệm trong dạy học vật lí.
“Theo [7], năng lực là khả năng cá nhân có thể sử dụng kiến thức, kĩ
năng, thái độ của mình một cách linh hoạt, có tổ chức và thực hiện tác động
một cách tự nhiên, trong những tình huống cụ thể để giải quyết các nhiệm vụ
đặt ra với tinh thần trách nhiệm cao và thực hiện thành công nhiệm vụ đó.”
1.1.2.1. Khái niệm năng lực thực nghiệm trong dạy học Vật lí.
Khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng đã học để áp dụng vào giải
quyết các vấn đề cần nghiên cứu liên quan đến lí thuyết và thực nghiệm là năng
lực thực nghiệm trong DH vật lí.
Năng lực thực nghiệm trong DH Vật lí là năng lực chuyên biệt của bộ
môn Vật lí. HS cần vận dụng các kiến thức lí thuyết đã được học vào các hoạt
động thực nghiệm để khái quát vấn đề, đánh giá và giải thích các vấn đề cần
nghiên cứu.
1.1.2.2. Các năng lực thành phần của năng lực thực nghiệm.
“Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu [1] cho thấy, năng lực thực
nghiệm gồm những năng lực thành phần sau:
- Phát hiện được vấn đề cần giải quyết và đưa ra được những dự đoán,
giả thuyết.
- Thiết kế các phương án TN.
- Lựa chọn hoặc chế tạo được dụng cụ TN, tiến hành TN theo phương
án đã thiết kế.
- Xử lí và trình bày kết quả.

- Đưa ra được những nhận xét, đánh giá quá trình thực hiện hay đánh
giá kết quả để rút ra các kết luận.”
Các thành tố của năng lực thực nghiệm có thể được xem xét với các mức
độ như bảng 1.1
Bảng 1.1: Các năng lực thành phần của năng lực thực nghiệm.
Mức độ
điểm)
4 3 2 1 0
Tiêu chí
Phát hiện Phát hiện Phát hiện Phát hiện Chưa phát Không
vấn đề đúng vấn đề đúng vấn đề đúng vấn đề hiện ra vấn nhìn ra mâu
và diễn đạt và diễn đạt và diễn đạt đề và nhờ thuẫn hay
bằng câu hỏi bằng câu hỏi bằng câu hỏi GV thì HS vấn đề cần
gọn, khái còn rườm rà còn rườm rà mới diễn đạt giải quyết dù
quát đúng hoặc lý giải các lý giải bằng câu hỏi GV có giải
đắn; đưa ra lúng túng lúng túng, còn rườm rà thích, gợi
được các căn chưa rõ hoặc lý giải mở.
cứu cho việc lúng túng
lựa chọn
Quá Lựa chọn Lựa chọn Lựa chọn Hầu như Không tham
trình được các chi được các chi thiếu một số chưa chọn gia hoạt động
xây tiết của thiết tiết nhưng chi tiết, vẽ được các chi hoặc không
dựng bị; vẽ cách việc vẽ cách cách bố trí tiết và chưa thực hiện
phương bố trí thí bố trí thí thí nghiệm và vẽ cách bố trí được yêu cầu
án thí nghiệm và đề nghiệm và đề lên kế hoạch thí nghiệm, nào.
nghiệm ra kế hoạch ra kế hoạch tiến hành không đề ra
tiến hành hợp tiến hành chưa hợp lí. kế hoạch tiến
lí. chưa rõ ràng. hành hợp lí

Mức độ
điểm)
4 3 2 1 0
Tiêu chí
Hoạt Tự lựa chọn Lựa chọn và Còn lúng Cần nhiều sự Không lắp
động lựa và lắp ráp lắp ráp (hoặc túng mất hỗ trợ để lắp ráp được như
chọn, chế (hoặc chế chế tạo) thí nhiều thời ráp được thiết kế, yêu
tạo, lắp tạo) thiết bị nghiệm gần gian khi lắp thiết bị và cầu thực hiện
ráp thiết thí nghiệm theo theo ráp (hoặc chế vận hành.
bị hợp lí theo thiết kế, còn tạo) thiết bị
thiết kế, khó khăn khi vận hành
thuận tiện tiến hành. được.
cho việc tiến
hành.
Tiến Tự thực hiện Tự thực hiện Thực hiện Cần có sự Không thể
hành thí được thí được thí được thí hướng dẫn thực hiện
nghiệm nghiệm theo nghiệm nghiệm và theo mẫu thì được thí
thu thập kế hoạch và nhưng còn có thu thập mới thực nghiệm dù đã
kết quả thu được các lỗi về vận được số liệu hiện được thí có chỉ dẫn
và xử lí số liệu hợp lí. hành và thu nhưng cần hỗ nghiệm và
số liệu thập số liệu. trợ của giáo thu thập
viên. được số liệu.
Khái Tự khái quát Cần gợi ý để Cần hướng Cần hướng Hướng dẫn
quát kết kết quả để rút rút ra được dẫn xem xét dẫn cụ thể nhưng vẫn
quả và ra được nhận nhận xét, khái quát với số liệu không nhận
rút ra xét, đánh giá đánh giá so mới rút ra thực nghiệm ra được mối
nhận xét so với kết với kết quả lí được nhận để rút ra quan hệ gì từ
và báo quả lí thuyết thuyết xét, đánh giá được một bảng số liệu
cáo kết so với kết nhận xét
quả quả lí thuyết
Nguồn: [9]

1.2. Bài tập thí nghiệm trong dạy học vật lí theo định hướng năng lực.
1.2.1. Khái niệm và phân loại BTTN.
1.2.1.1. Khái niệm BTTN.
- Theo Nguyễn Đức Thâm [15], bài tập thí nghiệm về cơ bản là phải làm
thí nghiệm để đo đạc một đại lượng hoặc khảo sát một quá trình vật lí.
- Theo Nguyễn Thượng Chung [6], bài tập thí nghiệm là loại bài tập đòi hỏi
cả lí thuyết và thực nghiệm, cả trí óc và tay chân…để thực hiện nhiệm vụ đặt ra.
1.2.1.2. Phân loại BTTN.
Dựa vào tính chất của bài tập chia BTTN thành 2 loại: BTTN định tính
và BTTN định lượng.
a, BTTN định tính.
Khi giải BTTN định tính HS không cần thực hiện phép tính toán phức
tạp, không cần thực hành TN lấy số liệu mà chỉ cần suy nghĩ đưa ra các lập
luận. Để giải BTTN định tính HS cần thực hiện những phép suy luận logic dựa
trên những khái niệm, quy luật, định luật và các quan sát thu được trong phòng
TN qua đó sẽ phát triển tư duy của HS. Việc giải BTTN định tính giúp HS hiểu
rõ bản chất hiện tượng, quy luật vật lí. BTTN định tính có thể chia làm hai loại.
- BTTN quan sát và giải thích hiện tượng
Câu hỏi của dạng bài tập này thường là “Cái gì xảy ra nếu …?” và “…
Tại sao lại xảy ra như vậy?”.
- Bài tập thiết kế phương án TN để giải quyết yêu cầu định tính của đề bài
Đây là những bài tập yêu cầu HS đề xuất phương án TN theo yêu cầu
của đề bài theo các mức độ khác nhau. Với bài tập loại này, HS cần trả lời được
câu hỏi “Cần kiểm nghiệm kết luận nào?”, “Cần sử dụng những dụng cụ TN
nào?”, “Bố trí các dụng cụ ra sao?”, “Tiến hành TN như thế nào?”, “Thu được
những kết quả định tính và định lượng như thế nào?”…

b, BTTN định lượng.
BTTN định lượng là loại BTTN mà khi giải yêu cầu HS phải tiến hành
TN, thu thập và xử lí số liệu để trả lời câu hỏi mà đề bài đặt ra. Các câu hỏi có
thể là đo đạc một đại lượng vật lí hoặc tìm quy luật về mối liên hệ giữa các đại
lượng vật lí. Bài tập định lượng có thể được xây dựng với các mức độ khác
nhau.
1.2.2. Tác dụng của BTTN trong việc phát triển năng lực thực nghiệm.
Theo các tác giả Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân
Quế: “BTTN chứa đựng yếu tố lí thuyết và yếu tố TN. HS phải vận dụng kiến
thức lí thuyết (suy luận lô gic, đưa ra lập luận dựa trên các bằng chứng) và gắn
với quá trình TN (lựa chọn, chế tạo dụng cụ, thiết bị; lắp ráp và tiến hành TN;
xử lí số liệu TN; khái quát rút ra nhận xét, đánh giá)” [12].
1.2.2.1 Ôn tập, củng cố và mở rộng kiến thức.
Để tìm lời giải cho BTTN HS sẽ cần vận dụng được những kiến thức đã
học một cách linh hoạt. Những kiến thức này sẽ được ghi nhớ và dễ dàng vận
dụng vào đời sống. Quá trình giải BTTN sẽ xuất hiện những trường hợp không
đúng với lí thuyết đã được học. HS có thể phát triển kiến thức theo một định
hướng mới.
1.2.2.2. Phát triển tư duy, trí tưởng tượng, khả năng sáng tạo thực tiễn; phát
huy hứng thú học tập và phương pháp tư duy khoa học.
Để tìm lời giải cho BTTN HS cần vận dụng được những kiến thức đã
học, suy luận logic để thu được kết quả thực nghiệm. Qua đó sẽ làm tăng khả
năng tư duy của HS.
1.2.2.3. Phát triển năng lực của HS.

Giải BTTN HS sẽ phát triển các kĩ năng như khái quát hóa, tổng hợp, so
sánh, phân tích; kĩ năng lập kế hoạch giải quyết một vấn đề. Năng lực thực
nghiệm được phát triển trong quá trình tìm lời giải cho BTTN vì BTTN là loại
bài tập yêu cầu tính tự lực của HS cao.
1.2.2.4. Giúp HS làm quen với phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.
Các bước giải BTTN : xác định cơ sở lí thuyết, xây dựng phương án TN,
tiến hành TN, xử lí số liệu và nhận xét kết quả thu được. Đây là cách để HS
làm quen với phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.
1.2.2.5. Khai thác được các thiết bị thí nghiệm sẵn có.
Khi xây dựng BTTN GV nên cân nhắc để HS có thể thực hiện được với
các dụng cụ TN có sẵn trong phòng TN, các thiết bị TN chế tạo cần đơn giản,
kinh phí thấp, dễ tìm kiếm. Như vậy khi sử dụng BTTN trong DH sẽ giúp HS
tiếp xúc nhiều với dụng cụ TN, góp phần tăng hứng thú học tập trong các giờ
học thực hành.
1.2.3. Việc xây dựng bài tập thí nghiệm.
“Xây dựng BTTN theo quy trình 4 bước [11] và tóm tắt như sau:
Bước 1: Nghiên cứu các nội dung Vật lí xem có thể đo đại lượng nào?
Khảo sát quá trình gì?; Xem xét khả năng xây dựng các TBTN từ phòng TN
hay từ đời sống.
Bước 2: Xác lập các mục tiêu dạy BTTN được xây dựng.
Bước 3: Viết đề bài theo cấu trúc:
* Nội dung bài tập: Mô tả điều kiện, bối cảnh trong đó diễn ra quá trình vật
lí, hiện tượng vật lí, các dữ kiện của bài toán và đưa ra yêu cầu như: yêu cầu xác
lập mối quan hệ; yêu cầu tính giá trị một đại lượng vật lí; yêu cầu xác lập phương
án TN; yêu cầu về chế tạo, lựa chọn bố trí TN; yêu cầu lí giải cách thức hoạt
động của thiết bị đã bố trí; yêu cầu đo đạc và xử lí số liệu.
* Dụng cụ TN : Nêu rõ các dụng cụ TN đã cho; dụng cụ cần xây dựng;

Bước 4: GV tự giải bài tập để đánh giá bài tập, hoàn chỉnh đề bài.”
1.2.4. Việc giải bài tập thí nghiệm.
1.2.4.1. Quy trình chung để hướng dẫn HS giải bài tập thí nghiệm .
BTTN vừa có đặc điểm của bài tập vật lí thông thường lại vừa có đặc
điểm của bài thực hành vật lí nên có những đặc điểm riêng.
“Theo [11], có thể tóm tắt việc giải BTTN gồm:
Bước 1: Tìm hiểu đề bài, xác định nhiệm vụ về mặt lí thuyết và thực nghiệm.
Bước 2: Tìm hiểu công thức hoặc suy luận logic để rút ra các công thức
có thể kiểm nghiệm được bằng TN.
Bước 3: Tìm hiểu hoặc xây dựng phương án TN, lựa chọn dụng cụ hay
tìm hiểu dụng cụ TN (chế tạo thiết bị nếu cần), lập kế hoạch thực hiện.
Bước 4: Tiến hành TN, thu thập, xử lí số liệu.
Bước 5: Rút ra nhận xét, kết luận. Biện luận sai số, đề xuất cải tiến TN.
Bước 6: Vận dụng, liên hệ, phát hiện vấn đề
mới.” 1.2.4.2. Các mức độ của bài tập thí nghiệm.
“Theo [9] căn cứ vào mục tiêu phát triển năng lực, vào trình độ năng lực
của HS, vào yêu cầu thực hiện nhiệm vụ, vào mức độ kiến thức, việc xây dựng
các BTTN cũng cần theo các mức độ khác nhau được sắp xếp từ thấp đến cao
như sau:
Mức độ 1: Mô tả rõ bối cảnh sự kiện vật lí, các công thức vật lí có liên
quan; cho phương án, cho thiết bị lắp sẵn; cho tiến trình thực hiện, yêu cầu HS
tiến hành TN, thu thập số liệu (hoặc cho sẵn kết quả TN) và xử lí kết quả theo
hướng dẫn có sẵn.
Mức độ 2: Mô tả rõ bối cảnh sự kiện vật lí và các công thức tương ứng,
cho thiết bị lắp sẵn; yêu cầu HS xác định tiến trình thực hiện TN, thu thập số
liệu và xử lí kết quả theo hướng dẫn.

Mức độ 3: Mô tả rõ tình huống, yêu cầu HS xây dựng các mối quan hệ
sau đó tự thiết kế phương án TN, chế tạo thiết bị, tiến hành TN theo kế hoạch,
thu thập số liệu, xử lí kết quả.
Mức độ 4: Mô tả khái quát tình huống, yêu cầu HS xác lập mối quan hệ,
sau đó tự thiết kế phương án, chế tạo thiết bị, tiến hành TN theo kế hoạch, thu
thập số liệu, xử lí kết quả, khái quát kết quả để rút ra kết luận.
Tùy vào đối tượng HS mà các BTTN được xây dựng ở mức độ phù hợp.
Một BTTN có thể xây dựng ở mức độ cao nhất sau đó tùy vào đối tượng mà
đưa ra các câu hỏi, yêu cầu thực hiện khác nhau.
1.2.4.3. Đánh giá HS giải bài tập thí nghiệm.
Việc đánh giá trong DH BTTN cũng chính là đánh giá năng lực thực
nghiệm của HS. Theo TS Dương Xuân Quý [11], thì việc đánh giá HS giải
BTTN nên dựa vào các tiêu chí được mô tả trong rubric (bảng kiểm) sau:
Bảng 1.2: Rubric đánh giá việc giải BTTN của HS
Tiêu chí
Mức độ
Mức 4 Mức 3 Mức 2 Mức 1 Mức 0
1. Về quá Xác định Xác định Lúng túng Lúng túng Không xác
trình tiếp được đúng được đúng khi xác khi xác định được
cận các cơ sở lí cơ sở lí định cơ sở định cơ sở cơ sở lí
kiến thức thuyết và thuyết lí thuyết và lí thuyết và thuyết và
vật lí thực hiện nhưng suy khi thực khi thực không biết
được suy luận còn hiện suy hiện suy suy luận
luận tối ưu dài dòng để luận logic luận logic logic để
để đưa ra đưa ra cũng khó thì chưa đưa ra
được mô tả được mô tả khăn đưa ra được kết
lí thuyết lí thuyết nhưng vẫn được kết quả
hợp lí hợp lí đưa ra quả cần
được mô tả thiết
lí thuyết

Tiêu chí
Mức độ
2. Về quá Lựa chọn Lựa chọn Lựa chọn Hầu như Không
trình xây được các được các thiếu một chưa chọn tham gia
dựng chi tiết của chi tiết số chi tiết, được các hoạt động
phương án thiết bị; vẽ nhưng việc vẽ cách bố chi tiết và hoặc
thí nghiệm được cách vữ cách bố trí thí chưa vẽ không thực
bố trí thí trí thí nghiệm và cách bố trí hiện được
nghiệm và nghiệm và lên kế thí nghiệm, yêu cầu
đề ra kế đề ra kế hoạch tiến không đề nào.
hoạch tiến hoạch tiến hành chưa ra kế hoạch
hành hợp lí hành chưa hợp lí. tiến hành
rõ ràng. hợp lí.
3. Về hoạt Tự lựa Lựa chọn Còn lúng Cần nhiều Không lắp
động lựa chọn và lắp và lắp ráp túng mất sự hỗ trợ ráp được
chọn, ché ráp (hoặc (hoặc chế nhiều thời để lắp ráp như thiết
tạo, lắp ráp chế tạo) thí tạo) thí gian khi được thiết kế, yêu cầu
thiết bị. nghiệm nghiệm lắp ráp bị và vận thực hiện.
gần theo gần theo (hoặc chế hành.
thiết kế , thiết kế, tạo) thiết bị
còn có lỗi còn khó vận hành
về vận khăn khi được.
hành và thu tiến hành.
thập số
liệu.

Tiêu chí
Mức độ
4. Về việc Tự thực Tự thực Thực hiện Cần có sự Không thể
tiến hành hiện được hiện được được thí hướng dẫn thực hiện
thí nghiệm thí nghiệm thí nghiệm nghiệm và theo mẫu được thí
thu thập theo kế nhưng còn thu thập thì mới nghiệm dù
kết quả và hoạch và có lỗi về được số thực hiện đã có chỉ
xử lí số thu được vận hành liệu nhưng được thí dẫn.
liệu. các số liệu thu thập số cần hỗ trợ nghiệm và
hợp lí. liệu. của giáo thu thập
viên. được số
liệu.
5. Về việc Tự khái Cần gợi ý Cần hướng Cần hướng Hướng dẫn
khái quát quát kết để rút ra dẫn xem dẫn cụ thể nhưng vẫn
kết quả và quả để rút được nhận xét khai với số liệu không
rút ra kết ra được xét, đánh quát mới thực nhận ra
luận và báo nhận xét, giá so với rút ra được nghiệm để được mối
cáo kết quả đánh giá so kết quả lí nhận xét, rút ra được quan hệ gì
với kết quả thuyết đánh giá so một nhận từ bảng số
lí thuyết với kết quả xét. liệu
lí thuyết
1.2.5. Việc sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học Vật lí.
Trong DH vật lí, BTTN được sử dụng như một nội dung DH và cũng là
phương tiện, công cụ để tổ chức DH.
Với góc độ là nội dung DH, bài tập được sử dụng cùng với các kiến thức lí
thuyết để làm trọn vẹn bức tranh vật lí gắn với nội dung DH. Ví dụ, khi học nội
dung định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt, HS thực hiện các nghiên cứu để rút ra định luật,
sau đó HS cần phải làm một loạt các bài tập, trong đó có BTTN với việc kiểm

tra sự đúng đắn của định luật với bơm kim tiêm khi làm giãn khí và đo lực kéo
pit-ton. Cách làm này để mở rộng các biểu hiện của định luật trong nhiều tình
huống khác nhau trong thực tiễn. Với BTTN, HS được nghiên cứu thực nghiệm
với nhiều trường hợp khác nhau.
Với góc độ phương pháp DH, BTTN sử dụng ở nhiều giai đoạn DH khác
nhau:
Ở giai đoạn tổ chức sự kiện mở đầu, tạo tình huống xuất phát, BTTN có thể
được dùng như một phương tiện tổ chức tình huống, trong đó HS giải BTTN sẽ
quan tâm đến các sự kiện vật lí trong bài học, từ đó phát biểu vấn đề cần giải
quyết trong bài học. Đồng thời, lời giải BTTN còn có thể hỗ trợ HS đề xuất các
giả thuyết, hỗ trợ HS trong giai đoạn giải quyết vấn đề tiếp theo.
Ví dụ: Khi DH bài định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ôt, khi sử dụng BTTN định tính
với bơm kim tiêm: Dùng bơm kim tiêm, lấy một lượng khí, bịt một đầu rồi đẩy
pit-ton để nén khí lại. Hãy mô tả cảm giác của tay khi đẩy pit-ton; mô tả quá trình
bằng ngôn ngữ Vật lí; giải thích kết quả? Sau đó tổ chức cho các nhóm HS báo
cáo lời giải sẽ đưa ra được vấn đề của bài học: Tìm mối quan hệ giữa thể tích và
áp suất của một lượng khí xác định thay đổi trạng thái ở nhiệt độ không đổi.
Ở giai đoạn giải quyết vấn đề, BTTN có thể được dùng để tạo điều kiện
cho HS thực hiện các nghiên cứu thực nghiệm, tìm quy luật, kiểm tra các mối
liên hệ...
Ví dụ: Ngoài việc dùng TN theo SGK, HS có thể giải BTTN xử lí kết quả
của một bảng số liệu cho trước để tìm được mối quan hệ P, V trên cơ sở xem
xét tích P.V hay xét đồ thị hàm số P và 1/V.
Ở giai đoạn vận dụng kiến thức, HS có thể được giao giải các BTTN ở nhà
hoặc ở phòng TN để tăng cường các cơ hội vận dụng các kiến thức lí thuyết
vào các hoạt động thực nghiệm.
1.3. Cơ sở thực tiễn

1.3.1. Thực trạng chung của việc sử dụng BTTN ở trường THPT.
Chúng tôi tiến hành khảo sát, điều tra một số GV vật lí thuộc Trường
THPT Chuyên Thái Nguyên, Trường THPT Lương Ngọc Quyến - Thái Nguyên
và thu được một số kết quả sau:
- Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm nhưng PPDH tiến hành theo lối
“thông báo - tái hiện”. HS có ít điều kiện để thực hành, quan sát, nghiên cứu
các TN. Dụng cụ TN không đồng bộ, cơ sở vật chất chưa đầy đủ.
- Sử dụng TN và BTTN là phương tiện để phát huy đặc trưng của môn
học nhưng chưa được khai thác và sử dụng thích hợp. TN và BTTN chỉ được
sử dụng ở các lớp chuyên hoặc các lớp HS giỏi. GV vẫn hay ngại sử dụng TN
và BTTN . Mặt khác, một số GV sử dụng TN và BTTN vẫn chưa phát huy
được chức năng của nó trong công việc DH.
- Bên cạnh đó, theo các nhà phương pháp thì sách giáo khoa hiện hành
chưa đáp ứng được yêu cầu DH theo phương pháp thực nghiệm. Sự không
đồng bộ còn thể hiện ở chỗ, đổi mới PPDH là một yêu cầu thực tiễn, cấp bách
nhưng nội dung kiểm tra đánh giá kết quả học tập bộ môn vật lí chưa thấy có
đòi hỏi kiến thức và kĩ năng thực hành.
- Hậu quả của cách DH trên là làm cho đa số HS chưa biết tự học theo
hướng tích cực, lối tiếp thu kiến thức vẫn thụ động, khả năng vận dụng kiến
thức còn hạn chế do vậy năng lực tự phát hiện và giải quyết vấn đề, sáng tạo
trong công việc chưa được rèn luyện và phát triển.
Thực trạng trên cho thấy việc sử dụng phương tiện DH nói chung và BTTN vật
lí nói riêng là một nhu cầu thực tế và cần thiết trong quá trình đổi mới PPDH theo
hướng tích cực hóa hoạt động của người học.
1.3.2. Nguyên nhân của thực trạng trên.
Việc điều tra, tìm hiểu ở một số trường học trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên
và phân tích thực trạng trên của ngành giáo dục nước ta chúng tôi thấy các
nguyên nhân sau:

Về người dạy và người học: Nhiều GV chưa quan tâm đến BTTN do năng


lực còn hạn chế. Giải BTTN còn yêu cầu GV phải có trình độ chuyên môn,
năng lực thực hành vững vàng; mặt khác BTTN cần đầu tư nhiều thời gian,
công sức của GV, GV vẫn còn tâm lí sợ “Cháy giáo án” nên không muốn sử
dụng BTTN. Năng lực thực hành của HS còn hạn chế, động cơ học tập của HS
nặng nề về việc thi cử do đó việc tổ chức một tiết dạy BTTN gặp không ít khó
khăn nên HS ngại khai thác và sử dụng.

Về quan điểm: Do quan điểm của các tác giả chương trình SGK hiện hành

chưa thể hiện được tính mở của bài học qua BTTN nên GV chưa chú trọng đến
vai trò và tác dụng của TN và BTTN.

Về nội dung và phương pháp giảng dạy: SGK hiện hành không có nhiều
nội dung thực hành. Các TN trong sách đều là các “TN quan trọng” nhưng đa số được

trình bày để “minh họa” cho kiến thức có sẵn hơn để “tìm kiếm” hoặc khẳng
định kiến thức chưa có theo tinh thần của phương pháp thực nghiệm. Một số
TN rất khó để thực hiện trong điều kiện ở THPT. Điều đó gây ảnh hưởng cho
GV khi vận dụng phương pháp bộ môn.

Về cơ sở vật chất và thiết bị trường học: mặc dù đã có đầu tư nhất định

nhưng cơ sở vật chất và trang thiết bị của các trường THPT vẫn nghèo nàn, lạc
hậu so với yêu cầu đổi mới của ngành giáo dục. Đặc biệt trang thiết bị TN trang
bị không đồng bộ, không phù hợp nội dung chương trình, không đúng chuẩn.
Trang thiết bị TN trang bị cho DH cần có độ chính xác nhất định, dễ thao tác,
phù hợp tâm lí lứa tuổi HS.

Về cách đánh giá và thi cử: cho đến hiện tại ngoài nội dung thi HS giỏi
quốc gia thì nội dung thi cử vẫn chưa có phần TN và BTTN [1]. Cùng với tư tưởng

“thi gì, dạy và học nấy” là nguyên nhân của những nguyên nhân dẫn đến việc
xem nhẹ các TN thực hành và BTTN trong DH.

Kết luận chương 1
Chúng tôi đã phân tích và tổng hợp các kiến thức về lí luận và phương pháp
DH theo định hướng phát triển năng lực của HS trong DH Vật lí. Xác định:
- Bản chất của DH định hướng phát triển năng lực là tạo điều kiện để HS
tham gia vào các hoạt động học tập có mục đích, có ý nghĩa được tổ chức bởi GV.
- BTTN đóng vai trò quan trọng trong việc tạo điều kiện tổ chức DH và
góp phần phát triển năng lực thực nghiệm ở HS. Có thể sử dụng BTTN trong
nhiều giai đoạn của quá trình DH.

Chương 2
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG
HỆ THỐNG BTTN CHƯƠNG “CHẤT KHÍ” VẬT LÍ 10
2.1. Phân tích nội dung và phương pháp dạy học chương “chất khí”
2.1.1. Đặc điểm và cấu trúc nội dung của chương “chất khí”
Chương “chất khí” là chương thứ năm trong chương trình Vật lí 10.
Chương này gồm 7 tiết: 5 tiết lý thuyết, 1 tiết bài tập và 1 tiết kiểm tra.
Các kiến thức ở chương “Chất khí” đã được tìm hiểu với mức độ kiến
thức và kĩ năng đơn giản ở bậc Trung học cơ sở. Đây cũng là những kiến thức
nền tảng giúp HS có thể học tốt hơn chương “Chất khí” ở chương trình vật lí
10. Ở chương này các kiến thức sẽ được đào sâu hơn, mở rộng hơn và yêu cầu
kiến thức cũng như kĩ năng cao hơn.
Hệ thống câu hỏi, bài tập của chương “Chất khí” phong phú và đa dạng.
2.1.2. Nội dung kiến thức cơ bản và kĩ năng học sinh cần đạt được
2.1.2.1.Mục tiêu dạy học chương “Chất khí” vật lí 10
a. Mục tiêu về kiến thức.
- Nêu được nội dung cơ bản về cấu tạo chất.
- Lấy các ví dụ chứng tỏ giữa phân tử có lực hút và đẩy.
- Nêu được định nghĩa khí lí tưởng.
- So sánh được các thể khí, lỏng, rắn về các mặt : loại nguyên tử, phân tử
tương tác nguyên tử, phân tử và chuyển động nhiệt.
- Nêu được định nghĩa quá trình đẳng nhiệt.
- Phát biểu và nêu được biểu thức của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
- Nhận biết được dạng của đường đẳng nhiệt trong hệ toạ độ (p,V).
- Nêu được khái niệm quá trình đẳng tích.
- Hiểu và phát biểu được định luật Sác-lơ.
- Nêu được khái niệm đường đẳng tích và vẽ được đường đẳng tích trong
các hệ tọa độ (p,T)

- Từ các phương trình của định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt và định luật Sác-lơ
xây dựng phương trình Cla-pê-rôn và từ biểu thức của phương trình này viết
được biểu thức đặc trưng cho các đẳng quá trình.
- Nêu được định nghĩa quá trình đẳng áp, viết được biểu thức liên hệ giữa
thể tích và nhiệt độ trong quá trình đẳng áp. Nhận biết được dạng của đường
đẳng áp trong hệ tọa độ (V,T).
- Hiểu ý nghĩa của “ Độ không tuyệt đối”.
- Vận dụng được phương trình Cla-pê-rôn để giải được các bài tập trong
SGK và các bài tập tương tự, đặc biệt là bài tập về quá trình đẳng áp.
b. Mục tiêu về kĩ năng.
- Vận dụng được các đặc điểm về khoảng cách giữa các phân tử, về chuyển
động phân tử, tương tác phân tử để giải thích các đặc điểm về thể tích và hình
dạng của vật chất ở thể khí, lỏng, rắn.
- Biết cách sử dụng các dụng cụ đo của các TN Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, Sác-lơ
và tiến hành được các TN đó.
- Biết xử lí các số liệu thực nghiệm để từ đó rút ra định luật.
- Biết thiết kế các phương án TN để kiểm tra các định luật.
- Vẽ được các đường đẳng tích, đẳng nhiệt, đẳng áp trong hệ tọa độ (p,V).
- Vận dụng được phương trình trạng thái khí lí tưởng.
c. Mục tiêu thái độ.
- Có ý thức vận dụng những kiến thức đã học vào đời sống.
- Làm việc cần cù, nghiêm túc và cẩn thận.
- Tham gia hoạt động đoàn kết, sôi nổi.
- Có thái độ khách quan khi quan sát các TN kiểm chứng của bài học.
2.1.2.2. Phân tích một số nội dung kiến thức chương “Chất khí”.
a. Nội dung “Cấu tạo chất - thuyết động học phân tử chất khí”.
- Trình bày các khái niệm về lượng chất và mol.

+ Lượng chất chứa trong một vật được xác định theo số phân tử hay
nguyên tử chứa trong vật ấy.
+ Người ta định nghĩa mol, đơn vị lượng chất của một chất bất kì như
sau: 1 Mol là lượng chất trong đó số phân tử hay nguyên tử bằng số nguyên tử
chứa trong 12g cacbon 12.
+ Số phân tử hay nguyên tử chứa trong 1 mol của mọi chất đều có cùng
một giá trị, gọi là số Avogadro, ký hiệu là: N A 6,02.10 23
mol1
+ Khối lượng mol của một chất được đo bằng khối lượng của 1 mol chất
ấy. Thường được kí hiệu bằng chữ Hi Lạp µ.
+ Thể tích mol của một chất được đo bằng thể tích của 1 mol chất ấy. Ở
điều kiện tiêu chuẩn (0o
C,1atm), thể tích mol của mọi chất khí đều bằng 22,4
lít/mol hay 0,0224 m3
/mol.
Từ khối lượng mol (µ) và số Avogadro (NA) có thể suy ra:
+ Khối lượng m0 của một phân tử (hay nguyên tử) của một chất: m0
N A
+ Số mol (v) chứa trong khối lượng m của một chất: v
m

+ Số phân tử (N) chứa trong khối lượng m của một chất: N vN A
m
 N A
- Trình bày về cấu tạo phân tử của vật chất.
+ Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử. Các phân tử
chuyển động không ngừng. Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ
của vật càng cao.
+ Ở thể khí các phân tử ở xa nhau (khoảng cách giữa các phân tử lớn
gấp hàng chục lần kích thước của chúng). Lực tương tác giữa các phân tử rất
yếu nên các phân tử chuyển động hỗn loạn. Do đó, chất khí luôn chiếm toàn bộ
thể tích của bình chứa và có thể nén được dễ dàng.
+ Ở thể rắn các phân tử khác ở gần nhau (khoảng cách giữa các phân tử
chỉ vào cỡ kích thước của chúng). Lực tương tác giữa các phân tử chất rắn rất

mạnh nên giữ được các phân tử này ở các vị trí xác định và làm cho chúng chỉ
có thể dao động xung quanh các vị trí cân bằng này. Do đó, các vật rắn có thể
tích và hình dạng riêng xác định.
+ Ở thể lỏng lực tương tác giữa các phân tử lớn hơn lực tương tác giữa các
phân tử ở thể khí nên giữ được các phân tử không chuyển động phân tán ra xa
nhau. Nhờ đó chất lỏng có thể tích riêng xác định. Tuy nhiên, lực này chưa đủ
lớn như trong chất rắn để giữ các phân tử ở những vị trí xác định. Các phân tử
ở thể lỏng cũng dao động xung quanh các vị trí cân bằng, nhưng những vị trí
này không cố định mà di chuyển. Do đó, chất lỏng không có hình dạng riêng
mà có hình dạng của phần bình chứa của nó.
- Trình bày những nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí.
+ Chất khí được cấu tạo từ các phân tử riêng rẽ, có kích thước rất nhỏ so
với khoảng cách giữa chúng.
+ Các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng; chuyển động càng
nhanh thì nhiệt độ chất khí càng cao.
+ Khi chuyển động hỗn loạn, các phân tử khí va chạm vào nhau và va
chạm vào thành bình.
+ Mỗi phân tử khí va chạm vào thành bình tác dụng lên thành bình một lực
không đáng kể, nhưng vô số phân tử khí va chạm vào thành bình tác dụng lên
thành bình một lực đáng kể. Lực này gây áp suất của chất khí lên thành bình.
b. Nội dung “Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ - ma-ri-ốt”.
- Quá trình đẳng nhiệt: Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ
được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt.
- Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt: Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và
thể tích V của một lượng khí xác định là một hằng số: pV = const.

- Đường đẳng nhiệt:
Trong hệ tọa độ (p,V), đường đẳng nhiệt là
đường hyperbol. Ứng với các nhiệt độ khác nhau
của cùng một lượng khí có các đường đẳng nhiệt
khác nhau.
Trên hình 2.1, đường đẳng nhiệt ở trên ứng
với nhiệt độ cao hơn đường ở dưới.
c. Nội dung “Quá trình đẳng tích định luật Sác - lơ”.
- Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi gọi là quá trình đẳng
tích.
- Định luật Sác - lơ: Áp suất p của một lượng khí có thể tích không đổi
thì phụ thuộc vào nhiệt độ của khí như sau: p p 0 (1 t) .
Trong đó có giá trị như nhau đối với mọi chất khí, mọi nhiệt độ và bằng
273
1
.
 gọi là hệ số tăng áp đẳng tích.
Đối với khí thực thì định luật Sác-lơ chỉ là
gần đúng. Đường đẳng tích vẽ trong hệ tọa độ (p, t) như
hình 2.2.
- Ken-vin đề xuất một nhiệt giai mang tên ông. Theo đó, khoảng cách
nhiệt độ 1 Ken-vin (kí hiệu 1K) bằng khoảng cách 1o
C . Không độ tuyệt đối
(0K) ứng với nhiệt độ 2730
C .
Nhiệt độ đo trong nhiệt giai Ken-vin gọi là nhiệt độ tuyệt đối.
Gọi T là nhiệt độ trong nhiệt giai Ken-vin, còn t là số đo cùng nhiệt độ
đó trong nhiệt giai Xen-xi-út thì: T= t + 273.
- Trong nhiệt giai Ken-vin, công thức của định luật Sác-lơ là: T
P
= hằng số.
Hình 2.2
Hình 2.1

Đường đẳng tích (p, T) như hình
2.3. Đường đẳng tích là nửa đường thẳng
có đường kéo dài đi qua gốc tọa độ. Ứng
với các thể tích khác nhau của cùng một lượng khí có
các đường đẳng tích khác
nhau. Trên hình 2.3 đường đẳng tích ở trên ứng với thể tích nhỏ hơn đường
ở dưới.
- Quá trình đẳng áp: Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi
gọi là quá trình đẳng áp.
- Định luật Gay - Luyt - xắc: Thể
tích V của một lượng khí có áp suất
không đổi thì tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối
của khí: V = hằng số.
T
- Đường đẳng áp: Trong hệ tọa độ Hình 2.4
(V, T), đường đẳng áp là nửa đường thẳng có đường kéo dài đi qua gốc tọa độ,
ứng với các áp suất khác nhau của cùng một lượng khí có các đường đẳng áp
khác nhau. Trên hình 2.4 đường đẳng áp ở trên ứng với áp suất nhỏ hơn đường
ở dưới.
d, Nội dung “Phương trình trạng thái khí lí tưởng”.
- Phương trình xác định mối liên hệ giữa ba thông số trạng thái của chất
khí gọi là phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
Giả sử ở các thông số trạng thái của một lượng khí xác định ở trang thái 1 là
( p1 , V1 , T1 ), ở trạng thái 2 là ( p 2 , V2 , T2 ). Giữa các thông số trạng thái có mối
liên hệ sau: p1V1

p 2 V2
hay pV = hằng số.
T T T
1 2
- Người ta quy ước điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và áp suất như sau:
+ Nhiệt độ: t o 0 o
C To 273o
K
Hình 2.3

+ áp suất: p 0 760mmHg p 01, 013.105
Pa .

- Hằng số của khí lí tưởng (R): Đối với 1 mol khí ở điều kiện tiêu chuẩn

thì
p
o
V
o R gọi là hằng số của khí lí tưởng.

To

Với p 01, 013.105
Pa ; T0 273o
K ; V0 22, 4l / mol , các phép tính cho thấy

giá trị của R là: R 8,31J / mol.K.

- Phương trình Cla-pê-rôn – Men-đê-lê-ép.

Phương trình: pV vRT
m
 RT


Trong đó p, V, T là các thông số trạng thái, m là khối lượng khí, là khối

lượng mol của khí, v
m
 là số mol khí và R là hằng số của khí lí tưởng.


2.1.2.3. Những chú ý khi giải bài tập chương “Chất khí”.

- Khi áp dụng các định luật chất khí về các đẳng quá trình cần chú ý:
+ Kiểm tra các điều kiện của khối khí:

m = const, T = const: dùng định luật Bôi-lơ – ma-ri-ốt.

m = const, V = const: dùng định luật Sác – lơ

m = const, p = const: dùng định luật Gay - luytxac.

+ Đổi đơn vị nhiệt độ: T(K) = t(0
C) + 273.
+ Trong lòng chất lỏng: p = p0 + ph (p là áp suất tại điểm M trong lòng
chất lỏng, cách mặt thoáng chất lỏng đoạn h; ph là áp suất do trọng lực cột chất
lỏng gây ra). Nếu tính bằng mmHg thì:
 Ph = (ρ, h (m m) là khố i lượng riêng và độ cao của cột chất lỏng ; ρHg



là khối lượng riêng của Hg).

+ Biểu thức định luật Sác – lơ có thể viết dưới dạng: p = p0αT (α = 273
1
).



h

Hg

- Khi áp dụng phương trình Cla-pê-rôn – Men-đê-lê-ép. : pV =
m
 RT cần
chú ý đến giá trị của R trong các hệ đơn vị khác nhau (hệ SI: R = 8,31
J/mol.độ; hệ hỗn hợp: R = 0,082 atm.l/mol.độ, R = 0,084 at.l/mol.độ). Khi áp
dụng phương trình cơ bản của khí lí tưởng cần kết hợp với các công thức khác
như các phân tử khí trong bình (N = n0V = nNA)
Khối lượng một phân tử khí (m0 = m
=  = ), với n là số mol khí, NA
N N
A
n
0
là số Avôgađrô, ρ là khối lượng riêng của khí).
2.2. Nghiên cứu xây dựng hệ thống BTTN chương “Chất khí”
2.2.1. Mục đích, yêu cầu
- HS có thể phát triển được năng lực thực nghiệm khi tham gia xây dựng
và giải các BTTN chương “Chất khí”.
- Yêu cầu: Phân dạng hệ thống BTTN phù hợp với nội dung kiến thức
của SGK và sắp xếp theo trật tự từ dễ đến khó để phù hợp với năng lực của
từng HS. Các thiết bị TN cần sử dụng phải dễ tìm, đơn giản, dễ chế tạo, giá
thành hợp lí hoặc có sẵn ở phòng TN.
2.2.2. Phương pháp biên soạn
Để xây dựng được các BTTN, chúng tôi tìm hiểu, nghiên cứu và tìm ra
những nội dung có thể xây dựng được thành BTTN trong nội dung kiến thức
chương “Chất khí” Vật lí 10.
Chúng tôi viết đề bài tập, tiến hành giải bài tập để xác định được những
khó khăn có thể gặp phải và tìm ra cách khắc phục hoặc thay đổi điều kiện đề
bài cho khả thi.
Dựa trên các BTTN đã xây dựng, chúng tôi suy nghĩ để sử dụng hiệu quả
trong tiến trình DH nội dung tương ứng.

2.2.3. Hệ thống bài tập thí nghiệm
2.2.3.1. Mục tiêu xây dựng hệ thống BTTN
- Khảo sát định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt: Nghiên cứu sự phụ thuộc của áp suất
p vào thể tích V của một lượng khí xác định ở điều kiện nhiệt độ không đổi.
- Khảo sát định luật Sác-lơ: Nghiên cứu sự phụ thuộc của áp suất p vào nhiệt
độ tuyệt đối T của một lượng khí xác định ở điều kiện thể tích không đổi.
- TN kiểm tra phương trình trạng thái: Kiểm nghiệm mối quan hệ giữa áp
suất p, thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối T của một lượng khí xác định ở các
trạng thái khác nhau.
- TN kiểm tra định luật Gay Luy-xác: Kiểm nghiệm mối quan hệ giữa thể
tích V và nhiệt độ tuyệt đối T của một lượng khí xác định khi áp suất không đổi.
2.2.3.2. Phương pháp giải BTTN.
“Việc giải BTTN có thể tiến hành ở lớp, ở phòng TN hay ở nhà theo
nhóm hoặc cá nhân. Theo [11], có thể tóm tắt việc giải BTTN gồm:
Bước 1: Tìm hiểu đề bài, xác định nhiệm vụ về mặt lí thuyết và thực nghiệm.
Bước 2: Tìm hiểu công thức hoặc suy luận logic để rút ra các công thức
có thể kiểm nghiệm được bằng thí nghiệm.
Bước 3: Tìm hiểu hoặc xây dựng phương án thí nghiệm, lựa chọn dụng cụ
hay tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm(chế tạo thiết bị nếu cần), lập kế hoạch thực hiện.
Bước 4: Tiến hành thí nghiệm, thu thập, xử lí số liệu.
Bước 5: Rút ra nhận xét, kết luận. Biện luận sai số, đề xuất cải tiến TN.
Bước 6: Vận dụng, liên hệ, phát hiện vấn đề
mới.” 2.2.3.3. Một số BTTN trong hệ thống bài tập
Bài 1. Bài tập tiến hành thí nghiệm định tính.
a)Đề bài: Cho dụng cụ là một bơm kim tiêm đã bỏ mũi kim. Kéo pit-ton để
lấy một lượng khí xác định vào bơm kim tiêm rồi dùng ngón tay bịt lỗ thông ở
đầu bơm, tay kia ấn pitton để nén chậm khí.

1. Mô tả cảm giác ở tay ấn pit-ton khi pit-ton đang dịch chuyển liên hệ
với sự thay đổi thể tích khí trong bơm kim tiêm.
2. Sử dụng các từ, thuật ngữ của vật lí để mô tả quá trình nén khí trên.
3. Giải thích hiện tượng bằng thuyết động học phân tử.
(Có thể làm tương tự với một quả bóng tennis)
b) Ý tưởng sư phạm: Bài tập này dùng để tổ chức tình huống mở đầu khi
dạy học bài “Định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt”. HS làm việc theo nhóm để trả lời các
câu hỏi đặt ra và báo cáo kết quả. Lời giải bài tập giúp HS phát biểu được vấn đề
là tìm mối quan hệ giữa áp suất và thể tích với một lượng khí xác định và sơ bộ
nhận ra mối quan hệ giữa áp suất P và thể tích V của một lượng khí xác định ở
điều kiện nhiệt độ không đổi. Mối quan hệ sơ bộ giúp HS đề xuất giả thuyết
nghiên cứu.
c) Lời giải gợi ý:
- Trong khi ấn pit-ton, thể tích khí giảm dần, đồng thời lực ấn tăng dần.
Càng ngày càng khó ấn.
- Khi thể tích giảm, áp suất khí trong bình tạo ra áp lực để chống lại lực
ấn vào của tay. Thể tích càng giảm, áp suất càng tăng nên lực đẩy càng tăng.
- Khi thể tích giảm, mật độ phân tử khí trong xilanh tăng nên số va chạm
của các phần tử với thành bình tăng. Vì vậy áp suất khí tăng.
a)Đề bài: Dùng bơm kim tiêm như bài 1, thực hiện quá trình giãn khí
1. Mô tả cảm giác ở tay kéo pit-ton khi pit-ton đang dịch chuyển liên hệ với
sự thay đổi thể tích khí trong bơm kim tiêm. So sánh với trường hợp nén khí.
2. Giải thích hiện tượng diễn ra bằng cách sử dụng Định luật Bôi-lơ- Ma-
ri-ốt và các kiến thức cơ học.
b) Ý tưởng sư phạm: Bài tập này dùng để HS vận dụng kiến thức ở mức
độ cao, sau khi đã học xong Định luật Bôi-lơ -Ma-ri-ốt. HS phải vận dụng kiến
thức tổng quát về áp suất, áp lực, cân bằng lực, áp suất khí quyển để giải quyết.

c) Lời giải
1. Khi kéo giãn khí, lực
kéo cũng bị tăng dần. Điều này F
dễ gây cho HS nhận định rằng
áp suất vẫn tăng khi thể tích
tăng. Vì vậy, cần phải có lời giải
P0.S P.S
Hình 2.5
tường minh để chỉ ra rằng áp suất khí giảm trong trường hợp này.
2. Gọi S là diện tích thiết diện của pit-ton. Khi kéo pit-ton một đoạn rồi
giữ cân bằng, áp suất khí trong bình sinh ra áp lực P.S cùng chiều với lực kéo
F. Hợp lực của hai lực này cân bằng với áp lực P0S của khí quyển tác dụng lên
pit-ton (hình 2.5).
Ta có P0S= PS+ F vì vậy, P = P0 - . Khi kéo để thể tích khí tăng, theo
Định luật Bôi-lơ- Ma-ri-ốt, P sẽ giảm, muốn vậy lực kéo F phải tăng lên thì mới
kéo được pit-ton.
Bài 3. Bài tập xử lí số liệu thí nghiệm.
a) Đề bài: Trong một TN khảo sát mối quan hệ giữa áp suất p và thể tích
V của một lượng khí trong bình hình trụ (tính thông qua chiều cao của cột khí
và tiết diện của bình chứa) trong điều kiện nhiệt độ không đổi người ta thu
được bảng số liệu như sau:
Thể tích khí: V
20S 15S 10S 25S 30S
(đơn vị thể tích)
Áp suất khí p
1,05 1,4 1,9 0,8 0,65
(105
Pa)
1. Từ bảng số liệu, hãy đưa ra nhận xét về mối quan hệ giữa p và V
2. Đánh giá sự đúng đắn của giả thuyết áp suất p tỉ lệ nghịch với thể tích V
3. Vẽ đồ thị diễn tả mối quan hệ giữa p và V, p và 1 để rút ra nhận xét.

b)Ý tưởng sư phạm:
Bài tập này có thể sử dụng trong tiến trình DH (nếu không có thiết bị TN để
thực hiện) hoặc giao cho HS giải ở nhà hoặc ở các giờ luyện tập. Qua bài tập, HS
rèn luyện kĩ năng xử lí số liệu với các cách thức khác nhau: tính toán giá trị trung
bình, tính sai số, vẽ đồ thị, đưa ra các phân tích đánh giá kết quả thí nghiệm.
1. Từ bảng số liệu thấy được khi thể tích khí tăng thì áp suất khí giảm xuống.
2. Từ bảng số liệu ta tính được tích p.V tương ứng
V 20S 15S 10S 25S 30S
p
1,05 1,4 1,9 0,8 0,65
(105
Pa)
p.V 21S 21S 19S 20S 19,5S
Và rút ra nhận xét: Các tích p.V gần bằng nhau, với giá trị trung bình 20S,
sai số tuyệt đối trung bình là 0,7V, sai số tương đối là 3,5%. Từ đây rút ra nhận
xét, trong phạm vi sai số cho phép, tích số pV của lượng khí khảo sát trong TN
là không đổi.
3. Đồ thị được vẽ trong các hệ tọa độ p, V là đường cong hypebol (hình 2.6) còn trong hệ tọa độ p và 1 là đường thẳng,

Hình 2.6
a) Đề bài: Trong một TN khảo sát mối quan hệ giữa áp suất p và nhiệt độ
tuyệt đối T của một lượng khí trong bình kín ở điều kiện thể tích không đổi
người ta thu được bảng số liệu như sau:
T(K) 306.1 307.5 310.3 312
P(105
Pa) 1.011 1.018 1.025 1.033
1. Từ bảng số liệu, hãy đưa ra nhận xét về mối quan hệ giữa p và T
2. Đánh giá sự đúng đắn của giả thuyết áp suất p tỉ lệ thuận với nhiệt độ T
3. Vẽ đồ thị diễn tả mối quan hệ giữa p và T để rút ra nhận xét.
b) Lời giải gợi ý:
1. Từ bảng số liệu có thể thấy: Khi nhiệt độ tăng thì áp suất của khí trong
bình tăng lên.
2. Ta có thể thấy tỉ số P/T là một số gần như không đổi với giá trị trung
bình là 330,7 với sai số tương đối cỡ 1%, vì vậy dự đoán P tỉ lệ thuận
với T là hợp lí.
T(K) 306.1 307.5 310.3 312
P(105
Pa) 1.011 1.018 1.025 1.033
p (Pa/K) 330,3 331 330.3 331.1
T

3. Đồ thị được vẽ trong hệ tọa độ pOT có dạng đường thẳng như hình 2.7
1.035
1.03
1.025
1.02
1.015
1.01
1.005
1
0.995
306.1 307.5 310.3 312
p-T
Linear (p-T)
Hinh 2.7
a) Đề bài:
Trong một TN khảo sát mối quan hệ giữa thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối
T của một lượng khí trong bình hình trụ ở điều kiện áp suất không đổi, người ta
thu được bảng số liệu như sau:
T(K) 306,1 309,3 312,2
V(ml) 496,1 505,8 514,2
V (ml/K) 1,621 1,635 1,647
T
1. Từ bảng số liệu, hãy đưa ra nhận xét về mối quan hệ giữa V và T
2. Đánh giá sự đúng đắn của giả thuyết: thể tích V tỉ lệ thuận với nhiệt độ T
3. Vẽ đồ thị diễn tả mối quan hệ giữa V và T để rút ra nhận xét.
b) Lời giải gợi ý:
1. Từ bảng số liệu thấy được là khi nhiệt độ tăng thì thể tích của lượng khí
tăng. Điều này phù hợp với kiến thức “nóng nở ra, lạnh co lại”.

2. Ta thấy được tỉ số V/T gần như là một hằng số không đổi, gần đúng
bằng giá trị trung bình 1,634 với sai số tương đối cỡ 1%.
T(K) 306,1 309,3 312,2
V(ml) 496,1 505,8 514,2
V (ml/K) 1,621 1,635 1,647
T
3. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ V, T được xác định như hình 2.8
516
514
512
510
508
506
V-T
504
Linear (V-T)
502
500
498
496
494
305 306 307 308 309 310 311 312 313
Hình 2.8
Bài 6. Bài tập kiểm chứng định luật Bôi-lơ- Ma-ri-ốt, từ kết quả đo xác
định độ lớn của áp suất khí quyển.
a) Đề bài:
Cho dụng cụ gồm: Bơm kim tiêm thủy tinh loại 20ml, lực kế có giới hạn đo
30N (hinh 2.9); thước hoặc thước kẹp đo chiều dài.

Hình 2.9
1. Hãy thiết kế phương án TN để nghiệm lại định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ốt.
2. Dựa trên dụng cụ đã cho, lắp ráp và đo các đại lượng phụ: đường kính,
chiều dài…
3. Tiến hành TN giãn hoặc nén khí ở một số vị trí pitton xác định để ghi
lại các thông tin về thể tích khí ứng với giá trị của lực kéo.
4. Từ bảng số liệu, thực hiện các tính toán để kiểm nghiệm định luật Bôi lơ-
Mariôt với lượng khí xác định trong bơm kim tiêm.
5*. Từ bảng số liệu, thực hiện các tính toán để xác định áp suất khí quyển.
b) Ý tưởng sư phạm:
Đây là bài tập vận dụng cao, được sử dụng sau khi dạy xong bài định luật
Bôi-lơ - Ma-ri-ốt. Bài tập đòi hỏi HS vận dụng các kiến thức về cân bằng lực,
áp suất khí quyển, định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt với các cách xử lí số liệu bằng
phương pháp đồ thị.
c) Lời giải gợi ý
- Xác định phương án TN: Lấy một lượng khí xác định vào bơm kim tiêm;
dùng lực kế đo lực kéo giãn (hoặc nén) khí ở những thể tích khí xác định thì
đọc số chỉ của lực kế tương ứng. Dựa trên các công thức để tính được áp xuất
khí tương ứng.

- Đo đường kính của ống kim tiêm bằng thước kẹp có độ chia nhỏ nhất
đến milimet; tính áp suất của khối khí dựa vào công thức p = po - với S = π.R2
- Mở nắp bịt vòi bơm để lấy một lượng khí xác định cỡ 10ml rồi đậy nắp lại.
- Móc lực kế vào dây và kéo giãn khí. Ghi lại giá trị của lực kéo ứng với
những thể tích xác định.
- Lập bảng và xét giá trị p.V tương ứng. Khái quát về sự phụ thuộc giữa
áp suất và thể tích, từ đó nhận xét về tính đúng đắn của định luật.
R = 10,21mm => diện tích pit-ton S = π.R2
= 3,27.10-4
m2
.
Lần TN Thể tích V Lực F Áp suất p.V
(ml) (N) (Pa.ml)
p = po - (pa)
1 5 0 100000 500000
2 6 7 78625,47 471752,82
3 7 9,5 70948,02 496636,14
4 8 13 60244,65 481957,20
5 9 15,5 52599,39 473394,51
6 10 17,5 46483,18 464831,80
Việc kiểm tra tích PV gần giống nhau với sai số tương đối cỡ 2%.
- Đồ thị: áp suất p liên hệ với 1/V là đường thẳng (hình 2.10)

p
(pa)
120000
100000
80000
60000
40000
20000
0
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
1/V
Hình 2.10
Ngoài ra, có thể dựa trên kết quả TN, có thể khảo sát quy luật về quan hệ
giữa áp suất p và thể tích V qua một hàm số tương quan khác nhờ suy luận logic:
Từ công thức tính áp suất khí 1/V
ở một thể tích V là p = po - , dựa 1/V1
vào định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt ta 1/V2
có (po - ).V = p0.V0 → 1
=
1
- 1/V3
0
F
1
nếu đặt y = và x = F ta sẽ
.
F2 F3
F1
0 0
có dạng hàm số y = b + ax. Vẽ đồ
thị tương quan giữa y và x, nếu đồ thị có dạng đường thẳng với hệ số góc âm thì
có thể kết luận về sự đúng đắn của định luật Bôi-lơ - Ma-ri-ốt. Dựa vào đồ thị sẽ
tính được hệ số góc của đồ thị, từ đó tính được giá trị của áp suất khí quyển p0
1
=
S. 0tan .
Bài 7. Tìm hiểu bộ thiết bị thí nghiệm.
a) Đề bài

Một thiết bị TN (hình 2.11 ) để nghiên cứu về các định luật chất khí được
chế tạo như hình vẽ. Bình chứa khí (1) được nút chặt để chứa một lượng khí
xác định. Nắp bình có chỗ cắm nhiệt kế (2) và ống thủy tinh (3) nối với áp kế
nước. Áp kế nước (4) là ống nhựa trong chia làm hai nhánh gắn vào hai thanh
nhôm. Nhánh trái của áp kế nước có gắn thang chia độ, nhánh phải của áp kế
nước ghi đơn vị chiều dài.
Để làm thay đổi nhiệt độ của khí, bình (1) được
ngâm trong nước có nhiệt độ thay đổi được bằng cách
làm mát bằng nước đá hoặc đun nóng dần.
1. Mô tả hiện tượng diễn ra nếu ta đun nóng nước
để làm tăng nhiệt độ khí trong bình. Nêu rõ biểu hiện về
sự thay đổi của các thông số trạng thái khí.
2. Nêu quy trình tiến hành TN kiểm tra định luật
4
Saclơ. 3
3. Nêu quy trình tiến hành TN kiểm tra định luật Gay 2
Luyxác.
4. Thực hiện chế tạo thiết bị và tiến hành TN tại nhà 1
(hoặc tại phòng TN).
b) Ý tưởng sư phạm:
Sử dụng bài tập này để giới thiệu với HS một phương
án tạo thiết bị TN để nghiên cứu quá trình đẳng tích và quá Hình 2.11 trình
đẳng áp của khí ở bình (1) với áp kế nước (4). Bài tập này tạo cơ hội để HS,
dựa trên các kiến thức về áp suất thủy tĩnh của chất lỏng, giải thích được cơ chế
hoạt động của áp kế nước khi dùng nó xác định áp suất của khí trong bình.
Đồng thời áp kế nước còn có vai trò tạo ra sự đẳng tích hay đẳng áp của lượng
khí trong bình (1).
Với yêu cầu chế tạo thiết bị TN với các vật liệu dễ kiếm, tạo cơ hội cho HS
hoạt động thực nghiệm, phát triển các kĩ năng chế tạo, lắp ráp, tiến hành và xử lí

số liệu TN. Các TN này tạo cơ hội để HS thực hiện các hoạt động có ý nghĩa ở
nhà hay ở phòng TN.
1. Khi làm nóng khí trong bình (1), khí tăng áp suất nên sẽ tạo ra áp lực
đẩy cột nước ở nhánh trái của áp kế nước (4) hạ xuống, vì vậy mực nước ở
nhánh phải được nâng lên. Khi khí nóng đến một nhiệt độ xác định thì áp suất
tăng đến một giá trị xác định sẽ cân bằng với tổng của áp suất khí quyển và áp
suất gây bởi độ chênh lệch giữa cột nước ở nhánh phải và cột nước ở nhánh
trái. Trong trường hợp này, cả 3 thông số trạng thái p, V và T của khí trong
bình (4) bị thay đổi. Có thể dùng ngay các giá trị trong TN này để kiểm tra
phương trình trạng thái của khí lí tưởng.
2. Muốn kiểm tra mối liên hệ giữa áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T trong
quá trình đẳng tích ta phải giữ thể tích không đổi. Muốn vậy, trong TN đun
nóng khí như mô tả ở phần trên, ta cần nâng cao dần nhánh phải của áp kế (4)
để đưa mực nước ở nhánh trái của áp kế (4) trở về mực nước ban đầu. Khi đó
áp suất của khí là áp suất khí quyển ban đầu cộng thêm áp suất của cột nước ở
nhánh phải so với nhánh trái. Tiến hành một số lần ứng với các nhiệt độ khác
nhau và ghi lại các giá trị để xử lí.
3. Muốn kiểm tra mối liên hệ giữa thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối T trong
quá trình đẳng áp ta phải giữ áp suất không đổi. Muốn vậy, trong TN đun nóng
khí như mô tả ở phần trên, ta cần hạ thấp dần nhánh phải của áp kế (4) để đưa
mực nước ở nhánh hai nhánh của áp kế (4) ngang bằng nhau. Khi đó áp suất
của khí là áp suất khí quyển. Độ tăng thể tích xác định bằng cột khí tăng thêm ở
nhánh trái so với lúc đầu. Tiến hánh một số lần ứng với các nhiệt độ khác nhau
và ghi lại các giá trị để xử lí.
2.3. Một số hướng sử dụng BTTN trong dạy học

2.3.1. Sử dụng BTTN trong các tiết luyện tập, ôn tập một cách thường xuyên.
- Giúp cho kiến thức được vận dụng trong BTTN sẽ được HS hiểu rõ và
có thể vận dụng được vào đời sống.
- Quá trình giải BTTN, HS cần vận dụng các kiến thức lí thuyết để thu
được hệ quả có thể kiểm tra được bằng thực nghiệm. Điều đó sẽ giúp cho HS
phát triển khả năng tư duy logic, tăng hứng thú trong học tập.
- Thông qua việc giải BTTN giúp HS phát triển các kĩ năng như so sánh,
khái quát hóa, tổng hợp, phân tích; kĩ năng lập kế hoạch giải quyết một vấn đề.
- Giúp HS đến gần hơn với phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.
- HS được làm việc với thiết bị TN, góp phần nâng tinh thần của HS khi
tham gia giờ học thực hành.
2.3.2. Tổ chức luyện tập dưới hình thức giao bài tập cho nhóm
- Phân dạng bài tập theo trật tự từ dễ đến khó. Sau đó cho HS hoạt động
theo từng nhóm nhỏ để cùng nhau trao đổi, tìm ra phương án giải bài tập.
- Khi hoạt động nhóm HS sẽ tích cực tham gia thảo luận, chủ động trong
việc trao đổi và tìm kiếm kiến thức.

Luận Văn Xây Dựng Và Sử Dụng Bài Tập Thí Nghiệm Trong Dạy Học Chương “Chất Khí” - Vật Lí 10.doc

Luận Văn Xây Dựng Và Sử Dụng Bài Tập Thí Nghiệm Trong Dạy Học Chương “Chất Khí” - Vật Lí 10.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Luận Văn Xây Dựng Và Sử Dụng Bài Tập Thí Nghiệm Trong Dạy Học Chương “Chất Khí” - Vật Lí 10.doc

Similar to Luận Văn Xây Dựng Và Sử Dụng Bài Tập Thí Nghiệm Trong Dạy Học Chương “Chất Khí” - Vật Lí 10.doc (14)

More from tcoco3199

More from tcoco3199 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (12)

Luận Văn Xây Dựng Và Sử Dụng Bài Tập Thí Nghiệm Trong Dạy Học Chương “Chất Khí” - Vật Lí 10.doc